(57)【要約】【課題】現像駆動モータの動作を必要最小限とし、無駄な消費電流を省くことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体を駆動する第１モータと、像担持体上に形成される潜像を現像する現像手段と、現像手段を駆動する第２モータ（現像駆動モータ）と、を有する画像形成装置において、像担持体上に形成される潜像の大きさに基づいて第２モータの回転数を決定することを特徴とする。【選択図】図６
2013068881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を駆動する第１モータと、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像手段と、前記現像手段を駆動する第２モータと、を有する画像形成装置において、
前記像担持体上に形成される潜像の大きさに基づいて前記第２モータの回転数を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２モータの回転数を、
印刷が行われる領域の全面に対する画像占有率に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２モータの回転数を、
前記画像占有率が予め定められた閾値以上の場合、通常の回転数に決定し、
前記画像占有率が前記閾値未満の場合、前記通常の回転数より低い回転数に決定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２モータの回転数を、
通紙される用紙の紙間で決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２モータの回転数を、
モノクロ印刷とカラー印刷のそれぞれにて適切な値に決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２モータの回転数を、
各色の現像駆動ごとに決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２モータは、
インナーロータ型ＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面に形成した潜像を現像するための現像手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置において、ＴＥＣ値低減の施策の一つとして、作像駆動部での消費電力低減策が考えられている。
【０００３】
しかし、今までの画像形成装置においては、モノクロ印刷時はカラー感光体・カラー現像駆動を停止させるといったモノクロ・カラーモードの切り分け以上のことは行っておらず、ある一つの印刷モードにおけるより詳細な消費電力低減につながる施策が行われていないという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、現像手段の長寿命化を図る目的で、複数の現像手段をカム連結によって現像状態と非現像状態に切り替える内容が開示されている。
【０００５】
特許文献１の発明は、条件に応じて現像状態を制御するものではあるが、単純に画像の有無で色ごとに現像駆動を止めるという構成のみで、何かしら画像があればその種類によらず一定の回転数で現像ローラ（現像手段の一例）が駆動される。よって、特許文献１の発明は、上述した「ある一つの印刷モードにおけるより詳細な消費電力低減につながる施策が行われていない」という問題を解消できるものではない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、現像駆動モータの動作を必要最小限とし、無駄な消費電流を省くことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体を駆動する第１モータと、像担持体上に形成される潜像を現像する現像手段と、現像手段を駆動する第２モータと、を有する画像形成装置において、像担持体上に形成される潜像の大きさに基づいて第２モータの回転数を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像駆動モータの動作を必要最小限とし、無駄な消費電流を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成の一例を示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置に備えられる作像ユニットの外観の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置に備えられる作像駆動部の外観の一例を示す斜視図及び正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、作像駆動部に作像ユニットが取り付けられる状態の一例について説明する斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像形成装置に備えられる作像ユニットの断面の一例を模式的に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る画像形成装置に取り込まれる画像データの一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（実施形態）について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本発明の一実施形態としての画像形成装置は、画像印刷時の現像駆動（例えば現像ローラ等の現像手段の駆動）に際して、以下の特徴を有する。
【００１２】
本実施形態の画像形成装置は、ある印刷速度において、印刷する画像面積の大きさを基に現像駆動モータ（現像ローラの駆動源）の回転数を決定することを特徴としている。これにより、例えば画像面積が小さい場合、現像駆動モータの回転数を所定値よりも小さくすることで、印刷モードに応じて現像駆動に要する電流値を下げて消費電力を抑えることができる。上記本実施形態の特徴について、以下具体例を用いて詳細に解説する。
【００１３】
図１は本実施形態の画像形成装置の内部構成の一例を示す側断面図であり、図２はその画像形成装置に備えられる作像ユニットの外観の一例を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示す画像形成装置には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための画像形成手段として、４個の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（像担持体の一例）が等間隔で離間させられて並列に配置されている。感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、印刷時に、不明示の駆動源により一定方向に回転駆動される。感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの駆動源としては、例えばモータ（第１モータの一例）が挙げられる。
【００１５】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは３０〜１２０ｍｍ度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機半導体層を設けた層構造から成る。
【００１６】
また、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周囲には、現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、及び、作像部材６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが順に配置されている。
【００１７】
現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、現像ローラ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ、現像ブレード２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ、スクリュー２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、帯電ローラ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋなどを有する。
【００１８】
作像部材６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、クリーニングブラシ、クリーニングブレード、回収スクリューなどを有するクリーニング装置などを含む。
【００１９】
これらの感光体ドラム、現像装置及び作像部材は、各色ごとに画像形成装置本体から着脱可能な作像ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋとなっている。作像ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、例えば図２に示す外観となっている。
【００２０】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの下方には、各色の画像データ対応のレーザ光を、帯電手段で帯電された感光体ドラム表面に走査して静電潜像を形成するための露光装置７が設けられている。
【００２１】
露光装置７は、レーザ光源やポリゴンミラーなどを有するレーザースキャン方式の露光装置である。露光装置７は、不明示の４個の半導体レーザ光源から、形成すべき画像データに応じて変調されたビーム光を、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に発する。ビーム光は、絞りレンズ、ポリゴンミラー、走査レンズ、ミラーを介して各感光体ドラムに到達し、その表面にて静電潜像が形成される。
【００２２】
現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋには、トナーとキャリアの攪拌及び搬送用のスクリュー２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋが２本ずつ備えられている。現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、トナーカートリッジ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋに連結されているトナー補給手段からトナーが補給されると、スクリュー２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋにより、トナーとキャリアとを攪拌し、搬送する。そして、現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、現像ブレード２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋにより、載せるべきトナー層の厚さを規制して現像ローラ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの表面に層を形成する。
【００２３】
露光装置７からのビーム光により各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に形成された潜像は、所定の色のトナーを扱う現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより現像され、顕像となる（現像）。
【００２４】
４個の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上部には、中間転写ユニット１５が配置されている。中間転写ユニット１５は、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向して配置されているローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋなどによって無端状のベルト８を張架、配置しており、不明示の駆動源より駆動ローラ１４を駆動することでベルト８を移動させている。
【００２５】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが担持するトナー像は、ベルト８の表面に静電的に転写される（一次転写）。
【００２６】
ここで、図１の左側を上流とすると、上流より順次感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋよりトナー像がベルト８の表面に転写される。その後、ベルト８のトナー像は、下流側にて二次転写ローラ１２、それに対向する加圧ローラ１９から成る二次転写ローラ対に突入した用紙に転写される（二次転写）。
【００２７】
図３は、本実施形態の画像形成装置に備えられる作像駆動部の外観の一例を示す斜視図及び正面図である。図４は、その作像駆動部に作像ユニットが取り付く状態について説明する斜視図である。
【００２８】
画像形成装置本体側には図３に示すモータ、ギヤ列が各色ごとに備わっている。感光体駆動モータ９１（第１モータの一例）の軸９４にはギヤの歯が切られており、感光体駆動ギヤ８２と噛合う。また、感光体駆動ギヤ８２の同軸上には感光体駆動ジョイント１２１が取り付いており、内径部にはギヤの歯が切られている。
【００２９】
一方、作像ユニット６０には、外径部がギヤとなっている感光体被駆動ジョイント９５が取り付いている、感光体被駆動ジョイント９５が感光体駆動ジョイント１２１にはまって互いのギヤが噛合うことで、感光体駆動モータ９１の駆動が感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）に伝達される。
【００３０】
また、現像駆動モータ９３（第２モータの一例）の軸９７にもギヤの歯が切られており、こちらは現像駆動ギヤ９２と噛合う。感光体駆動ギヤ８２の構成と同様に、現像駆動ギヤ９２の同軸上には現像駆動ジョイント１２２が取り付いており、内径部にはギヤの歯が切られている。
【００３１】
一方、作像ユニット６０には外径部がギヤとなっている現像被駆動ジョイント９６が取り付いている。現像被駆動ジョイント９６が現像駆動ジョイント１２２にはまって互いのギヤが噛合うことで、現像駆動モータ９３の駆動が現像ローラ２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）に伝達される。
【００３２】
各ローラの駆動源となる感光体駆動モータ９１及び現像駆動モータ９３は、各色ごとに１個、又は、複数色の感光体ドラム１、現像ローラ２１に１個の割合で取り付けられる。
【００３３】
ここで、現像駆動モータ９３は、ＤＣブラシレスモータであることによりモータ効率が高く、また、インナーロータ型であることによりロータイナーシャが低く、高速立ち上げが可能となる。
【００３４】
次に、図５〜図７を用いて、本実施形態の画像形成装置の特徴的な動作として、現像駆動モータの回転数調整プロセスについて具体的に説明する。
【００３５】
図５は、感光体ドラム１及び現像ローラ２１を含む作像ユニット６０の断面を模式的に示している。この図５を用いて、作像プロセスについて説明する。
【００３６】
印刷ジョブが開始されると、感光体ドラム１は、図５の時計回り方向（感光体ドラム１中に示す矢印方向）に回転する。その際、帯電ローラ２４で帯電され、画像データ対応のレーザ光（ビーム光）が露光された後、図５の反時計方向（現像ローラ２１中に示す矢印方向）に回転する現像ローラ２１から現像剤が塗布され、トナー像が形成される。トナー像は、図５に左から右へ搬送される中間転写ベルト８へトナー像が転写される。
【００３７】
画像形成装置においては、通常、印刷する紙種もしくは印刷画質によって数種類の画像形成プロセス線速が設けられており、線速ごとに感光体ドラム１の回転数と現像ローラ２１の回転数の組み合わせが１対に決まっている。
【００３８】
本実施形態の画像形成装置では、感光体ドラム１上に露光される潜像の大きさに応じて、現像ローラ２１の回転数を決定（調整、抑制）することにより、回転駆動に要する現像駆動モータの電流値を低減させる。
【００３９】
ここで、本実施形態の画像形成装置における、現像ローラ２１の回転数の調整の流れを、図６のフローチャートに従って説明する。なお、図６の動作は、本実施形態の画像形成装置に備えられる制御手段（図１には図示せず）により実行される。制御手段は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって実現される。
【００４０】
画像を印刷する際、制御手段は、紙種及び画質を選択する（Ｓ１、Ｓ２）ことで印刷速度を決定し、画像データを取り込んで印刷を開始する（Ｓ３）。紙種及び画質の選択は、ユーザにより選択されたものであってもよいし、制御手段が自動で選択したものであってもよい。
【００４１】
ここで、制御手段は、Ｓ３にて取り込んだ画像データの面積（画像面積）が、予め定められた閾値以上かどうかを判断する（Ｓ４）。この閾値は、本実施形態の画像形成装置に備えられる例えば不揮発性メモリ等の記憶手段（図１には図示せず）に予め格納されている。
【００４２】
画像が印刷領域（印刷が行われる領域）の全面にわたっている状態（ベタ画像）を画像占有率１００％として、例えば画像占有率が５０％（閾値の一例）以上であれば（Ｓ４／Ｙｅｓ）、制御手段は、現像駆動モータ９３の回転数を通常の回転数に決定する（Ｓ５）。通常の回転数は、記憶手段に予め格納された値である。
【００４３】
その一方、画像占有率が５０％未満であれば（Ｓ４／Ｎｏ）、制御手段は、現像駆動モータ９３の回転数を、通常の回転数よりも低い（少ない）低回転数に決定する（Ｓ６）。低回転数は、記憶手段に予め格納された値である。
【００４４】
制御手段は、以上のように決定した回転数に基づいて現像ローラ２１を駆動させ、印刷を行う（Ｓ７）。
【００４５】
そして、所定の画像の作像プロセス（印刷）が終了した後、制御手段は、次の画像データがあるかどうかを判断する（Ｓ８）。
【００４６】
次の画像データがある場合は（Ｓ８／Ｎｏ）、制御手段は、通紙される用紙の紙間にて再びＳ４の判断結果を基に現像駆動モータ９３の回転数を決定し（Ｓ５又はＳ６）、その後、決定した回転数を基に作像プロセスを行う（Ｓ７）。次の画像データが無くなったら（Ｓ８／Ｙｅｓ）、一連の動作が終了する。
【００４７】
次に、上述した、画像面積に応じた現像駆動モータの回転数の切り替えについて、図７を用いて説明する。
【００４８】
モノクロ印刷の場合は、ブラック単色での印刷となるため、ブラックの現像駆動を担う現像駆動モータ９３の回転数のみを、画像面積に応じて決定することになる。一方で、カラー印刷の場合は、画像を担う色ごとに画像面積に応じて各色の現像駆動モータ９３の回転数を決定することになる。
【００４９】
例えば、画像面積の閾値を５０％とした場合で、図７の左図に示すようにシアン（Ｃ）のベタ画像が１枚目の画像データとして取り込まれたときは、その画像占有率は１００％となる。すなわち、取り込まれた画像データの画像占有率１００％は閾値である５０％以上であるので、制御手段は、シアンの現像駆動を担う現像駆動モータ９３の回転数を、通常の回転数として決定する。
【００５０】
その後、例えば、図７の右図に示すように赤色の図面と黒の文字列からなる画像データが２枚目として取り込まれたとする。このとき、制御手段は、赤色の図面の画像占有率が５０％以上であれば、赤を構成するマゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の現像駆動をそれぞれ担う各現像駆動モータ９３の回転数を通常の回転数に決定する。また、制御手段は、黒の文字列の画像占有率が５０％未満であれば、ブラック（Ｋ）の現像駆動を担う現像駆動モータ９３の回転数を低回転数に決定する。
【００５１】
なお、制御手段は、複数色の現像駆動を１個の現像駆動モータで担う場合、最も画像面積の大きくなる色の現像駆動に合わせて回転数を切り替える（決定する）が、単色ごとに駆動モータを搭載している場合は、個別に回転数を切り替える（決定する）。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、印刷される画像が小さい場合は余計に現像ローラを回転させる必要がなく、その分現像駆動モータに要する電流値も必要最小限にすることができるので、現像駆動モータの動作を必要最小限とし、無駄な消費電流を省くことができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、上述した実施形態における動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成によって実行することも可能である。
【００５５】
ソフトウェアによる処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させてもよい。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させてもよい。
【００５６】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical）ディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。
【００５７】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送してもよい。または、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送してもよい。コンピュータでは、転送されてきたプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることが可能である。
【００５８】
また、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。
【００５９】
また、上記実施形態で説明したシステムは、複数の装置の論理的集合構成にしたり、各装置の機能を混在させたりするように構築することも可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ    感光体ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ    現像装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ    作像部材
７    露光装置
８    ベルト
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ    ローラ
１２    二次転写ローラ
１４    駆動ローラ
１５    中間転写ユニット
１９    加圧ローラ
２１、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ    現像ローラ
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ    現像ブレード
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ    スクリュー
２４、２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ    帯電ローラ
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ    トナーカートリッジ
６０、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ    作像ユニット
８２    感光体駆動ギヤ
９１    感光体駆動モータ
９２    現像駆動ギヤ
９４    軸
９５    感光体被駆動ジョイント
９３    現像駆動モータ
９６    現像被駆動ジョイント
９７    軸
１２１    感光体駆動ジョイント
１２２    現像駆動ジョイント
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００９−２８２１２６号公報
【図１】
2013068881.tif 000003
【図２】
2013068881.tif 000004
【図３】
2013068881.tif 000005
【図４】
2013068881.tif 000006
【図５】
2013068881.tif 000007
【図６】
2013068881.tif 000008
【図７】
2013068881.tif 000009